题目内容
(20分)如图所示，de和fg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨，导轨间距离为L，电阻忽略不计。在导轨的上端接电动势为E，内阻为r的电源。一质量为m、电阻为R的导体棒ab水平放置于导轨下端e、g处，并与导轨始终接触良好。导体棒与金属导轨、电源、开关构成闭合回路，整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。已知接通开关S后，导体棒ab由静止开始向上加速运动，求：
（1）导体棒ab刚开始向上运动时的加速度以及导体棒ab所能达到的最大速度；
（2）导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率；
（3）分析导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内，整个回路中能量是怎样转化的？并证明能量守恒
（1）导体棒ab刚开始向上运动时的加速度以及导体棒ab所能达到的最大速度；
（2）导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率；
（3）分析导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内，整个回路中能量是怎样转化的？并证明能量守恒
（1）
（2）P
（3）电源的电能转化为导体棒的机械能和电路中产生的焦耳热之和。
（2）P
（3）电源的电能转化为导体棒的机械能和电路中产生的焦耳热之和。
（1）（10分）导体棒ab刚开始运动时的速度为零，由欧姆定律
（1分） 导体棒ab受安培力
（1分）牛顿第二定律
（1分）导体棒ab开始运动时的加速度
（1分）设导体棒ab向上运动的最大速度为
，当导体棒所受重力与安培力相等时，达到最大速度，回路电流为
（2分）
由欧姆定律
（2分）得
（2分）（2）（4分）电源的输出功率
（2分）P
（2分）（3）（6分）电源的电能转化为导体棒的机械能和电路中产生的焦耳热之和（1分）
△t时间内：电源的电能 △E电=
E△t
△t （1分）导体棒ab增加的机械能
△E机= mg
△t = mg
△t （1分）电路中产生的焦耳热Q=
△t=
（R+r）△t （1分）△t时间内，导体棒ab增加的机械能与电路中产生的焦耳热之和为△E’
△E’=△E机 + Q （1分）
△E’=mg
△t + （R+r）△t 整理得 △E’
△t （1分）由此得到△E电=△ E’，回路中能量守恒
练习册系列答案
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＝0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4T，现使ab以
＝10m／s的速度向右做匀速运动. 
,导体棒的电阻r＝
则电路中的电流多大?
和
为竖直方向的两平行足够长的光滑金属导轨，间距为
，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度为
的匀强磁场垂直，两端分别接阻值为
的电阻
和电容为C的电容器。质量为
、电阻为
的金属杆
始终垂直于导轨，并与其保持良好接触。杆
，整个电路消耗的最大电功率为
，则：
、重均为0.1N的金属杆ab、cd水平地放在导轨上，杆与导轨间的动摩擦因数为0.3，导轨的电阻可以忽略．为使ab杆能静止在滑轨上，必须使cd杆以多大的速率沿斜面向上运动?